CN103277215B - 一种发动机排气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机排气装置，采用在排气装置中加装压气机、二级燃烧室、导向器、径向涡轮；在发动机工作时产生的废气经发动机排气口排出，进入排气装置的二级燃烧室中，通过压气机鼓入空气，使未经完全燃烧的燃油产生的可燃气体在二级燃烧室中充分反应，燃烧后产生的高温高压气体经过导向器带动径向涡轮高速旋转。径向涡轮通过主轴传动压气机高速旋转，径向涡轮与压气机之间构成能量循环系统通过导向器结构来改变废气流向，使其具有的动能最大程度上转化为径向涡轮旋转的动能，经过主轴、减速器、发电机将能量存储在蓄电池中，不仅降低尾气对环境的污染，而且能大大增加燃油的能量利用率，达到节能减排的效果。
Description
技术领域
本发明属于汽车发动机及工程应用技术领域，具体地说，涉及一种发动机排气装置。
背景技术
目前，汽油与柴油作为发动机的主要能源，在发动机燃烧室燃烧后，其燃烧废气通过排气口排出。排出的废气中含有大量未经完全燃烧的物质，如一氧化碳、碳、碳氢化合物等，而且具有较高的温度与压强。现有的发动机排气装置仅通过排气筒将废气排入空气中，不仅对环境造成污染，且无法利用尾气中的剩余能量，造成极大的能量浪费。
发明专利200610118870.4中公开了“一种汽车发动机排气涡轮发电装置”仅在车辆排气口与消声器之间安置涡轮，利用废气所具有的动能带动涡轮旋转进行发电，不能将废气中未经燃烧的可燃气体中的化学能重新利用，无法达到减排的目的；而且该装置机械结构简单，能量回收利用率较低。现有某些汽车排气装置的涡轮增压技术仅通过涡轮将燃料汽体吹入引擎，以提高引擎性能，增加发动机动力，节能效果较差。在排气装置中加入压气机、二级燃烧室、导向器、涡轮，使废气中的可燃气体能够充分燃烧，并将其具有的动能最大程度上转化为涡轮的动能，再通过主轴、变速器、发电机等装置将能量转化为电能储存于蓄电池中；不仅可降低尾气对环境的污染，而且能增加燃油的能量利用率。
发明内容
为了避免现有技术的不足，克服发动机排气筒存在直接将产生的废气排入空气中，其能量利用率较低，节能效果较差的问题,本发明提出一种发动机排气装置。
本发明解决其问题所采用的技术方案是:发动机排气装置包括主轴、轴套、导向器、压气机、二级燃烧室、径向涡轮、蓄电池、发电机、减速器、进气口、排气口；
所述二级燃烧室为圆筒形结构,燃烧室端壁有中心孔,周向均布若干通气孔和螺孔,沿二级燃烧室内壁环形缠绕电热丝，外侧壁上靠向压气机一端开有进气口；二级燃烧室另一端部有一个口部直径大小相同的导向器,导向器与二级燃烧室固定连接；压气机安装在主轴上位于二级燃烧室端壁前面,主轴位于压气机与径向涡轮之间，轴套安装在主轴上通过轴套端部法兰盘固定安装在二级燃烧室内,主轴伸出的一端通过减速器与发电机输出轴固连；发电机与蓄电池通过导线连接。
所述径向涡轮位于导向器环形腔体内排气口一端,径向涡轮外缘直径与导向器外环内壁最小间距小于1mm。
所述导向器由内环、外环和叶片组成,导向器叶片固定在内环与外环之间，导向器内环与轴套固连,导向器与径向涡轮同轴安装位于二级燃烧室同一侧。
有益效果
本发明发动机排气装置,采用在装置中加装压气机、二级燃烧室、导向器、径向涡轮、发电机等机构；在发动机工作时产生的废气经由发动机排气口排出，进入排气装置的二级燃烧室中。废气中的可燃气体与压气机转动鼓入二级燃烧室中的空气混合，使未经完全燃烧的燃油产生的可燃气体在二级燃烧室中充分反应，减少有害气体的排放。燃烧后产生的高温高压气体经过导向器带动径向涡轮高速旋转。通过导向器结构来改变废气流向，使废气经过径向涡轮时流动方向与径向涡轮叶片垂直，使废气所具动能更大程度上转化为径向涡轮旋转的动能；径向涡轮通过主轴传动压气机高速旋转，使径向涡轮与压气机之间构成能量循环系统。通过排气装置整体结构，使尾气中所具有的化学能，动能转化为涡轮动能，主轴经过减速器、发电机将其动能转化为电能存储到蓄电池中，提高了燃油利用率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种发动机排气装置作进一步详细说明。
图1为本发明发动机排气装置结构爆炸图。
图2为本发明的二级燃烧室示意图。
图3为本发明发动机排气装置工作示意图。
图中:
1.压气机 2.二级燃烧室 3.主轴 4.轴套 5.导向器 6.径向涡轮7.蓄电池 8.发电机 9.减速器 10.进气口 11.排气口
具体实施方式
本实施例是一种发动机排气装置。
参阅图1、图2、图3，本发明发动机排气装置由主轴3、轴套4、导向器5、压气机1、二级燃烧室2、径向涡轮6、蓄电池7、发电机8、减速器9和进气口10、排气口11组成，排气装置放置在汽车排气口与消声器之间。
本发明发动机排气装置中的二级燃烧室2为圆筒形结构,其中,一端部设有端壁,二级燃烧室2端壁有中心孔,沿端壁中心孔周向均布有若干通气孔和螺孔,电热丝沿二级燃烧室2内壁环形缠绕，并且通过导线连接在汽车电瓶上,工作时通电加热电热丝。二级燃烧室2外侧壁上靠向压气机1一端开有进气口10；二级燃烧室2另一端部有一个口部直径大小相同的导向器5,导向器5与二级燃烧室2固定连接；压气机1安装在主轴3上位于二级燃烧室2端壁前面,主轴3位于压气机1与径向涡轮6之间，用于径向涡轮6与压气机1之间的传动，压气机1、径向涡轮6分别与主轴3通过平键配合连接。轴套4一端设置有连接法兰,连接法兰周向均布有通孔,轴套4与主轴3通过轴承配合位于二级燃烧室2内,轴套4端部法兰盘与二级燃烧室2端壁通过螺栓固连。主轴3伸出的一端通过减速器9与发电机8输出轴固定连接,主轴3的旋转运动通过减速器9变速后,带动发电机8发电,并将电能存储于蓄电池7中。
径向涡轮6安装在导向器5环形腔体内排气口11一端,径向涡轮6外缘直径与导向器5外环内壁最小间距小于1mm。
导向器5由内环、外环和叶片组成,导向器5叶片固定在内环与外环之间，导向器5内环与轴套4固连,导向器5与径向涡轮6同轴固定安装在二级燃烧室2同一侧。二级燃烧室2和导向器5通过铆钉连接紧固。
本发明发动机排气装置工作时,发动机内燃烧后产生的废气经发动机排气口排出，进入排气装置的二级燃烧室2中，流经导向器5时废气沿导向器5叶片方向排气口11排出,经过径向涡轮6时带动径向涡轮6高速旋转。径向涡轮6驱动主轴3和压气机1旋转。压气机1旋转后,由其上的风扇叶片向二级燃烧室2鼓入空气；此时,二级燃烧室2中的电热丝通电加热,提高二级燃烧室2中的温度。鼓入的空气与再次进入排气装置的废气充分混合，在电热丝加热的作用下,废气中的可燃气体与空气充分反应,反应后产生的高温高压气体经过导向器5后带动径向涡轮6旋转,径向涡轮6、主轴3、压气机1之间形成封闭的能量循环系统，使主轴3和压气机1不需借助其它外力进行驱动。
本发明发动机排气装置的进气口10与排气口11相通，经充分燃烧的废气经由排气口11被排入空气中,不仅降低了尾气对环境的污染,而且能大大增加燃油的能量利用率,达到节能减排的效果。
Claims (2)
1.一种发动机排气装置，其特征在于:包括主轴、轴套、导向器、压气机、二级燃烧室、径向涡轮、蓄电池、发电机、减速器、进气口、排气口，
所述二级燃烧室为圆筒形结构,燃烧室端壁有中心孔，周向均布若干通气孔和螺孔,沿二级燃烧室内壁环形缠绕电热丝,外侧壁上靠向压气机一端开有进气口；二级燃烧室另一端部有一个口部直径大小相同的导向器，导向器与二级燃烧室固定连接；压气机安装在主轴上位于二级燃烧室端壁前面,主轴位于压气机与径向涡轮之间；轴套安装在主轴上通过轴套端部法兰盘固定安装在二级燃烧室内，主轴伸出的一端通过减速器与发电机输出轴固连；发电机与蓄电池通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的发动机排气装置，其特征在于:所述导向器由内环、外环和叶片组成，导向器叶片固定在内环与外环之间，导向器内环与轴套固连,导向器与径向涡轮同轴安装位于二级燃烧室同一侧。
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